[发明专利]接触孔的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及接触孔的形成方法。

背景技术

随着半导体器件制作技术的飞速发展，半导体器件已经具有深亚微米结构。由于集成电路中所含器件的数量不断增加，器件的尺寸也因集成度的提升而不断地缩小。为了提高集成度，降低制造成本，元件的关键尺寸不断变小，芯片单位面积内的元件数量不断增加，平面布线已难以满足元件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术，利用芯片的垂直空间，进一步提高器件的集成密度。在各层布线之间如申请号为200310122960的中国专利申请的提及的需要用导电接触孔进行电连接。

现有制作接触孔的工艺参考图1至图4。如图1所示，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100上已包含有驱动电路等结构；所述半导体衬底100分为器件密集区I、器件非密集区II和切割区III。在半导体衬底100上形成布线层102，其中布线层102的材料可以为铝或铝铜合金或多晶硅；在布线层102上形成刻蚀阻挡层104，所述刻蚀阻挡层104的材料为氮化硅或氮氧化硅等，其作用为在刻蚀过程中保护其下方的布线层不被影响；在刻蚀阻挡层104上形成低k(介电常数)介质层106，用于增强膜层间的粘附力；在低k介质层106上形成绝缘介质层108；在绝缘介质层108上形成阻挡层110，所述阻挡层110的作用在于后续光刻胶曝光显影过程中避免光线透过；在阻挡层110上旋涂光刻胶层112，经过曝光显影工艺后，在光刻胶层112上定义出光刻胶接触孔图形。

如图2所示，以光刻胶层112为掩膜，用干法刻蚀法沿光刻胶接触孔图形刻蚀阻挡层110、绝缘介质层108和低k介质层106至露出刻蚀阻挡层104，形成接触孔开口图形。由于器件密集区I、器件非密集区II和切割区III的器件密集度不同，刻蚀气体对各区域的膜层刻蚀程度也不同；因此，在器件密集区I形成接触孔开口图形114a时正好刻蚀至刻蚀阻挡层104表面，而在器件非密集区II形成的接触孔图形114b和在切割区III形成的接触孔开口图形114c，其刻蚀深度已至刻蚀阻挡层104内。

如图3所示，继续以光刻胶层112为掩膜，用干法刻蚀法沿接触孔开口图形114a、114b、114c刻蚀刻蚀阻挡层104至露出布线层102，在器件密集区I形成接触孔116a，在器件非密集区II形成接触孔116b，在切割区III形成接触孔116c，其中器件非密集区II和切割区III的接触孔116b、116c已深入至布线层102内。

现有技术在形成接触孔的过程，由于器件密集区、器件非密集区和切割区的器件密集度不同，导致刻蚀过程中气体对三个区域的接触孔影响也会不同，最终形成的接触孔深度也不同，如果器件密集区的接触孔正好露出布线层，那么器件非密集区和切割区的接触孔会深入布线层甚至穿透布线层，导致断路现象产生，影响半导体器件的电性能。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种接触孔的形成方法，改善器件密集区、器件非密集区和切割区接触孔深度不一致。

为解决上述问题，本发明提供一种接触孔的形成方法，包括：在半导体衬底上形成布线层，所述半导体衬底分为器件密集区、器件非密集区和切割区；在布线层上依次形成第一刻蚀阻挡层和第二刻蚀阻挡层；在第二刻蚀阻挡层上形成绝缘介质层；刻蚀绝缘介质层和第二刻蚀阻挡层，形成接触孔图形，其中至少一个区域的接触孔图形内残留有第二刻蚀阻挡层；沿接触孔图形刻蚀剩余第二刻蚀阻挡层和第一刻蚀阻挡层，形成接触孔开口图形，使器件密集区、器件非密集区和切割区的接触孔开口图形内残留第一刻蚀阻挡层的厚度接近一致；沿接触孔开口图形刻蚀去除第一刻蚀阻挡层，形成接触孔。

可选的，所述第一刻蚀阻挡层和第二刻蚀阻挡层的材料为氮化硅或氮氧化硅。

可选的，所述第一刻蚀阻挡层和第二刻蚀阻挡层的厚度为500埃～1500埃。

可选的，形成第一刻蚀阻挡层和第二刻蚀阻挡层的方法为化学气相沉积法或物理气相沉积法。

可选的，在第二刻蚀阻挡层和第一刻蚀阻挡层之间还形成有低k介质层。所述低k介质层的材料为氧化硅或正硅酸乙酯，厚度为500埃～1500埃。

可选的，在绝缘介质层上还形成有阻挡层。所述阻挡层的材料为氮氧化硅或氮碳氧化硅。

可选的，所述绝缘介质层的材料为碳氧化硅或氟化硅玻璃或氧化硅，厚度为10000埃～20000埃。形成绝缘介质层的方法为化学气相沉积法或物理气相沉积法。